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天然氣輸送雙密封導(dǎo)軌閥
上海申弘閥門有限公司
之前介紹高壓減壓閥，現(xiàn)在介紹天然氣輸送雙密封導(dǎo)軌閥對(duì)于已運(yùn)行的工藝場(chǎng)站，應(yīng)做必要的改進(jìn)。如我公司各場(chǎng)站在通球和置換過程中經(jīng)常要節(jié)流，但主工藝線路上的節(jié)流閥很少設(shè)置，導(dǎo)致了經(jīng)常用閘板閥和球閥節(jié)流，致使這些閥門的內(nèi)漏。事實(shí)上，因?yàn)榕酝ㄩy一般是常關(guān)閥，所以它的類型對(duì)工藝主流程上的流動(dòng)損失影響不大，所以可以加設(shè)一道雙作用節(jié)流截止閥，在需要時(shí)首先用它來截流。如針對(duì)我公司延安分輸站，原流程可以做如下改進(jìn)。天然氣物理化學(xué)性質(zhì)；輸氣管道水力、熱力計(jì)算；輸氣管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工況分析；輸氣管道系統(tǒng)仿真；輸氣站；配氣與儲(chǔ)氣；輸氣管道的自動(dòng)監(jiān)控和運(yùn)營(yíng)管理；天然氣管道完整性管理。本書力求反映國(guó)內(nèi)外天然氣管道輸送發(fā)展情況，并著重突出基本原理及工程實(shí)際應(yīng)用。本書可供油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)使用，也可供從事氣體管道輸送工作的科研、教學(xué)、設(shè)計(jì)和技術(shù)人員參考。
天然氣輸送雙密封導(dǎo)軌閥閥門結(jié)構(gòu)
1、閥體
閥體采用倒鐘式結(jié)構(gòu)，整體鑄造，強(qiáng)度高，剛性好，受力均勻，閥體、閥門質(zhì)量中心與管道中心基本重合，操作穩(wěn)定性好。閥體密封錐面采用高速精磨加工，并經(jīng)研磨后表面粗糙度小于Ra0.8。
2、旋塞
旋塞采用倒裝式旋塞，整體鍛造，精密機(jī)械加工并研磨后表面粗糙度可達(dá)Ra0.4。旋塞表面采用氮化、鍍鎳磷合金或者噴涂硬質(zhì)合金等表面處理手段提高表面硬度；超音速噴涂硬質(zhì)合金的表面硬度可達(dá)HRC65以上，鍍鎳磷合金并經(jīng)熱處理后，其表面硬度可達(dá)HRC58~60。在油膜潤(rùn)滑下具有*的耐磨性能。
旋塞錐體的上部有一止回閥，可補(bǔ)償閥腔上部的注油壓力。旋塞的下部開有平衡孔，可將介質(zhì)壓力引入旋塞底部，使旋塞壓緊閥體，起到密封作用。
3、摩擦副
密封副采用金屬密封結(jié)構(gòu)加注油脂密封，由于密封油脂的填充占位作用，介質(zhì)中的固體顆粒物不會(huì)進(jìn)入密封面，對(duì)密封面有非常好的保護(hù)作用。因?yàn)橛椭臐?rùn)滑，使得閥門操作力矩小，操作省力。
特殊的非對(duì)稱油槽設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)動(dòng)旋塞時(shí)密封脂自動(dòng)加注無泄漏，*保證油膜完整，密封可靠。這種非對(duì)稱的油槽設(shè)計(jì)油耗損失非常小，延長(zhǎng)了油脂的加注時(shí)間和使用周期。
錐面密封，密封接觸面積大，油膜潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)。
4、閥桿及閥桿密封
閥桿的強(qiáng)度和密封性能是影響閥桿操作及閥門整體性能的主要因素之一。閥桿的受力主要來自于填料處的摩擦力、操作扭矩及介質(zhì)的推力。閥桿與旋塞采用滑環(huán)式連接方式，可減少閥桿中心與旋塞錐面的同心度誤差，改善閥桿的受力條件和操作性能。閥桿采用防飛出設(shè)計(jì)，可在線更換填料密封件。閥桿密封采用防火填料、O型密封圈、加注密封脂三重密封設(shè)計(jì)，閥桿機(jī)加工后表面粗糙度可達(dá)Ra0.4，*閥桿密封地泄漏要求，可長(zhǎng)期可靠工作，免緊固維修。閥桿整體鍛造，并加調(diào)制處理，強(qiáng)度高韌性好。閥桿表面采用氮化或鍍鎳磷合金，表面硬度高，抗摩擦磨損。
5、閥蓋及底部結(jié)構(gòu)
底部閥蓋是閥門底部承壓部件，同時(shí)又是底部密封墊片、底部調(diào)節(jié)桿的固定和安裝支撐件，要求具有高的剛度和強(qiáng)度。底部閥蓋的密封采用整體密封墊*隔離式結(jié)構(gòu)，在保證閥蓋螺栓緊固時(shí)閥門具有可靠的密封。安裝在閥蓋底部的調(diào)節(jié)桿采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu)，調(diào)整完成后旋緊壓蓋*零泄漏。底部調(diào)節(jié)桿支持閥芯，導(dǎo)出閥芯因各種原因產(chǎn)生的靜電。
上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥其工作過程是通過閥桿旋轉(zhuǎn)90度使閥芯上的通道口與閥體上的通道口接通或斷開，實(shí)現(xiàn)閥門開啟或關(guān)閉。通過該閥閥腔上部設(shè)計(jì)的注油脂閥注入密封油脂，該油脂在注入壓力作用下通過閥芯表面的特殊油槽均勻地涂在密封面上，形成致密的油膜層，實(shí)現(xiàn)閥門雙向密封并起到潤(rùn)滑密封面的作用。在閥芯大端開有流通的小孔，使管道介質(zhì)能進(jìn)入閥芯底部，閥芯在底部介質(zhì)力推動(dòng)下向上緊貼閥芯倒錐面。閥芯小端裝有單向閥，當(dāng)閥腔上部的油脂壓力低于介質(zhì)壓力時(shí)管道介質(zhì)通過單向閥進(jìn)入閥體上腔以補(bǔ)充油脂壓力。同時(shí)閥芯在上腔油脂壓力及閥芯自重作用下與閥芯底部向上的介質(zhì)推力保持平衡，可以大大減輕密封面的密封比壓，降低閥門操作力矩，延長(zhǎng)閥門使用壽命。
閥芯表面硬化處理并開有特殊油槽回路，閥體外有雙密封油脂注入裝置，一個(gè)是通過注入油脂對(duì)閥桿實(shí)現(xiàn)緊急密封，另一個(gè)是將油脂注入到閥體上腔。錐形旋塞體的小端通過平衡環(huán)與閥桿連接，閥體底部閥蓋上裝有調(diào)節(jié)支撐，可以調(diào)整閥芯的位置。閥門采油防火設(shè)計(jì)，有靜電導(dǎo)出裝置，過流通道按照API 6D的規(guī)定有全徑、規(guī)則孔及文丘里孔。閥門材料可采用碳鋼、低溫鋼、不銹鋼及合金鋼。驅(qū)動(dòng)方式有電動(dòng)、氣動(dòng)、手動(dòng)等。對(duì)于已運(yùn)行的工藝場(chǎng)站，應(yīng)做必要的改進(jìn)。如我公司各場(chǎng)站在通球和置換過程中經(jīng)常要節(jié)流，但主工藝線路上的節(jié)流閥很少設(shè)置，導(dǎo)致了經(jīng)常用閘板閥和球閥節(jié)流，致使這些閥門的內(nèi)漏。事實(shí)上，因?yàn)榕酝ㄩy一般是常關(guān)閥，所以它的類型對(duì)工藝主流程上的流動(dòng)損失影響不大，所以可以加設(shè)一道雙作用節(jié)流截止閥，在需要時(shí)首先用它來截流。如針對(duì)我公司延安分輸站，原流程可以做如下改進(jìn)。增設(shè)一節(jié)流截止閥，這樣對(duì)天然氣流通不會(huì)產(chǎn)生大的阻力，而且可以做為節(jié)流閥用。而球閥只做截?cái)嚅y用，就避免了用閘板閥和球閥做為節(jié)流閥的可能。
其次，大口徑的閥門在開啟時(shí)須先平衡閥門兩側(cè)氣體壓力。這樣可以減少閥門開啟時(shí)的扭矩，同時(shí)也減少了閥密封件和閥體間的摩擦力，從而減少了對(duì)密封副的摩損。這就要求在設(shè)計(jì)時(shí)必須在大口徑閥門兩端設(shè)置平衡管和平衡閥(見圖1標(biāo)注)。
zui后，在用閘閥(球閥)與節(jié)流截止閥組合的放空管線(排污管線)上，開時(shí)一定要先開閘閥(球閥)，關(guān)時(shí)要先關(guān)節(jié)流截止閥。
當(dāng)然，所有的閥門使用還須符合閥門廠家的使用注意事項(xiàng)。但確保長(zhǎng)輸天然氣閥門長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)不能僅僅注意到如何使用閥門這個(gè)環(huán)節(jié)，而且需從選型、使用、采購、維護(hù)、檢修整個(gè)過程中各種因素的均應(yīng)考慮到。如靖西一線場(chǎng)站、閥室排污及放空均為旋塞閥和閥套式排污閥、節(jié)流截止放空閥的組合，而且將旋塞做為*道截?cái)嚅y用。但是隨著使用周期的增加，*道旋塞閥的旋塞和閥體 之間密封面損壞而使閥門內(nèi)漏，須更換該閥門并進(jìn)行檢修。
更換該閥門也有不便之處，國(guó)外進(jìn)口的旋塞閥采購周期長(zhǎng)，閥門費(fèi)用一般是國(guó)產(chǎn)閥門的幾倍。如果進(jìn)行檢修，天然氣場(chǎng)站一般遠(yuǎn)離大城市，因此檢修不太方便。即使能進(jìn)行機(jī)械加工也很難達(dá)到原來的精度。針對(duì)上述情況，我們對(duì)延安分輸站和甘泉閥室的排污和放空系統(tǒng)進(jìn)行了改造(如圖2)，將原來的旋塞閥更換為閥套式排污閥和節(jié)流截止閥，用*道作為截?cái)嘤?，第二道作為?jié)流用。任一道閥門損壞，容易檢修，即使需更換的時(shí)候采購周期也短，而且費(fèi)用也大大減少。
對(duì)延安分輸站和甘泉閥室的排污和放空系統(tǒng)的改造后，在以后的排污和放空操作過程中操作人員嚴(yán)格按照操作規(guī)程，經(jīng)過一年時(shí)間的運(yùn)行，效果。不再像以前*道截?cái)嚅y內(nèi)漏，由于無備品備件等原因，使閥門經(jīng)常處于“病態(tài)”工作中。目前我們已經(jīng)把該改造方法在靖西一線的黃陵分輸站、楊家灣閥室、鐮刀灣閥室的排污和防空系統(tǒng)上推廣。
總之，閥門能否長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)，不能僅考慮某一環(huán)節(jié)，而是要從選型、使用、采購、維護(hù)、檢修整個(gè)過程中各種因素的綜合反映，只有在做好各個(gè)環(huán)節(jié)的工作同時(shí)兼顧彼此，閥門才能安全、穩(wěn)定的長(zhǎng)周期運(yùn)行。
該種管線旋塞閥與傳統(tǒng)襯套式旋塞閥相比具有以下特點(diǎn)：
一是密封可靠，使用壽命長(zhǎng)旋塞閥靠錐面密封，密封接觸面大，油膜起到潤(rùn)滑和密封的作用。采用注油脂密封，在旋塞的開關(guān)運(yùn)動(dòng)過程中能將密封油脂均勻涂在密封面上，有效潤(rùn)滑密封面。同時(shí)因密封油脂的填充占位及開關(guān)過程的擦拭作用，介質(zhì)中所含的固體顆粒不會(huì)進(jìn)入密封副內(nèi)，而在全開時(shí)間可以*防止與流動(dòng)介質(zhì)接觸，有效保護(hù)密封副。
二是閥門力矩小，操作省力。采用倒裝安裝方式的旋塞椎體。在閥門開啟瞬間，閥體下腔的壓力與管道的介質(zhì)壓力平衡，推動(dòng)旋塞體向上貼緊閥體內(nèi)錐面，閥體上腔的高壓油密封迫使塞體受到向下的推力，而使旋塞椎體的上下端受力達(dá)到平衡，旋轉(zhuǎn)塞體時(shí)的例句將會(huì)減少。
三是閥體底部閥蓋上裝有調(diào)節(jié)支撐，可以調(diào)整閥芯的位置。在高溫工況下，旋塞的熱膨脹可通過其升降來吸收，避免密封副楔死。同時(shí)該裝置具有將閥芯與介質(zhì)摩擦可能產(chǎn)生的靜電導(dǎo)出的功能。
四是閥桿放飛出設(shè)計(jì)，O型圈及石墨填料、注入密封脂三重閥桿密封設(shè)計(jì)，符合泄漏要求，可以長(zhǎng)期可靠工作，免緊固維護(hù)，具有防火功能。這些設(shè)計(jì)與上文所述的全焊接球閥相似。與本文相關(guān)的論文：電動(dòng)調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器的開關(guān)量控制
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